Jika Anda mempertimbangkan ruang-waktu, dunia di sekitar Anda adalah tiga dimensi - atau bahkan mungkin empat dimensi. Meskipun demikian, pendekatan 2D sering digunakan dalam analisis teknik untuk menghemat pemodelan dan perhitungan.

Gagasan tentang tegangan dan regangan bidang adalah sesuatu yang sering Anda dengar dalam Analisis Elemen Hingga dan mekanika padat secara umum, tetapi apa artinya?

Perbedaan utama antara tegangan bidang dan regangan bidang adalah bahwa, seperti yang dimodelkan secara matematis, tegangan bidang tidak dapat terjadi dalam kenyataan, sedangkan regangan bidang dapat terjadi dalam kenyataan.

Pada dasarnya, tegangan bidang adalah perkiraan matematis, sedangkan regangan bidang adalah kondisi aktual pada komponen.

Selain itu, metode tegangan bidang digunakan untuk benda yang sangat tipis. Dalam hal ini, tegangan dalam arah di luar bidang diasumsikan nol. Tegangan hanya ada di dalam bidang.

Sebaliknya, metode regangan bidang digunakan untuk benda yang tebal, dan mengasumsikan bahwa semua regangan pada arah di luar bidang sama dengan nol, dan hanya ada di dalam bidang.

Mari kita bahas konsep-konsep ini secara mendetail.

Analisis tegangan bidang merupakan bagian integral dari FEA.

Apa Yang Dimaksud Dengan Stres Dan Ketegangan?

Tegangan dan regangan adalah dua istilah yang digunakan dalam Fisika untuk menggambarkan gaya yang menyebabkan benda berubah bentuk. Tegangan material adalah gaya yang bekerja pada satuan luasnya. Upaya yang dilakukan oleh benda di bawah tekanan dikenal sebagai regangan.

Deformasi suatu benda terjadi ketika gaya deformasi diterapkan. Gaya yang berlawanan akan dihasilkan di dalam benda untuk mengembalikannya ke bentuk dan ukuran aslinya. Besar dan arah gaya pemulih akan sama dengan gaya deformasi yang diterapkan. Tegangan adalah pengukuran gaya pemulih ini per satuan luas.

Istilah regangan mengacu pada kelainan bentuk tubuh yang disebabkan oleh stres Ketika sebuah benda yang setimbang mengalami tegangan, maka akan terjadi regangan. Sebuah benda dapat mengecil atau memanjang akibat regangan yang diberikan. Sebagai perubahan pecahan, regangan dapat didefinisikan sebagai peningkatan volume, panjang, atau geometri, sehingga tidak memiliki dimensi.

Anda dapat menganalisis tegangan bidang untuk berbagai struktur dua dimensi.

Apa yang dimaksud dengan Stres Pesawat?

Tegangan bidang didefinisikan sebagai kondisi tegangan di mana tidak ada tegangan normal, 0, yang diterapkan, dan tidak ada tegangan geser, Oyz dan Orz, yang diterapkan secara tegak lurus terhadap bidang x-y.

Tegangan bidang terjadi ketika semua komponen tegangan non-nol terletak pada satu bidang (yaitu, kondisi tegangan biaksial). Komponen plastik dengan dinding tipis sering kali mengalami kondisi tegangan ini, di mana σ3 <<<σ1, σ2. Hanya sebagian kecil dari tegangan yang bekerja paralel dengan permukaan yang dikembangkan ke arah ketebalan.

Apa yang dimaksud dengan Regangan Pesawat?

Regangan bidang adalah deformasi fisik suatu benda yang terjadi ketika material dipindahkan ke arah yang sejajar dengan suatu bidang. Logam rentan terhadap korosi tegangan ketika terjadi regangan bidang.

Istilah "plane-strain" mengacu pada fakta bahwa regangan hanya dapat terjadi di dalam bidang, yang berarti tidak ada regangan di luar bidang yang akan terjadi. Dalam hal ini, kondisi batas mencegah pergerakan ke arah luar bidang. Regangan di luar bidang tidak terjadi karena pergerakan tertahan. Sebaliknya, karena fiksasi pergerakan, tegangan akan dihasilkan.

Perbedaan Antara Tegangan Dan Regangan Pesawat

Tegangan dan regangan bidang saling berkaitan, karena tegangan sama dengan regangan yang dihasilkan, namun, keduanya memiliki beberapa perbedaan.

Ketika tegangan bidang diterapkan, regangan dapat terjadi pada ketebalan elemen. Dengan demikian, elemen akan menjadi lebih tipis ketika diregangkan, dan akan menjadi lebih tebal ketika dikompresi.

Di sisi lain, selama regangan bidang, deformasi di luar bidang (ketebalan) tidak dapat terjadi karena deformasi sepenuhnya tetap. Dengan cara ini, tegangan menumpuk ke arah di luar bidang sementara pelat menerima tegangan dalam bidang.

Terlepas dari hal ini, kedua analisis ini memiliki penggunaan yang cukup berbeda.

Tegangan bidang umumnya sesuai untuk menganalisis elemen dengan kedalaman yang relatif terbatas di luar bidang, seperti kotak atau silinder berat. Analisis ini biasanya hanya dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak FE struktural atau umum, bukan perangkat lunak analisis geoteknik.

Sebaliknya, regangan bidang dapat digunakan untuk menganalisis penampang elemen dengan kedalaman yang hampir tak terbatas dari bidang atau struktur linier, biasanya yang memiliki penampang melintang konstan, dengan panjang yang dapat dianggap hampir tak terbatas dibandingkan dengan ukuran penampangnya dan memiliki perubahan panjang yang dapat diabaikan saat dibebani.

Berikut ini adalah tabel perbandingan antara tegangan dan regangan bidang untuk Anda:

Tegangan bidang VS regangan.

Berikut ini adalah klip video kecil yang menjelaskan konsep tegangan bidang dan regangan bidang.

Tegangan bidang dan regangan bidang.

Di mana Stres Pesawat Terjadi?

Kondisi tegangan bidang terutama terjadi dalam dua dimensi. Jika Anda menganggap pelat sebagai elemen yang diberi tegangan, kemungkinan besar tegangan akan bekerja pada permukaannya.

Apakah Stres Pesawat Dua Dimensi atau Tiga Dimensi?

Tegangan bidang selalu merupakan kondisi dua dimensi karena Anda telah mengasumsikan nilai tegangan dalam satu arah sebagai nol.

Apa yang Dimaksud dengan Stres Maksimum Pesawat?

Terdapat dua nilai tegangan bidang, yaitu:

• Tegangan bidang maksimum sama dengan 6,3 ksi
• Tegangan di luar bidang maksimum sekitar 10,2 ksi

Menurut nilai-nilai ini, tegangan bidang di luar bidang lebih besar daripada tegangan dalam bidang.

Anda dapat menggunakan FEA untuk menganalisis tegangan dan regangan untuk objek yang berbeda.

Untuk Apa Transformasi Stres Digunakan?

Transformasi tegangan biasanya digunakan untuk menentukan tegangan pada elemen yang berorientasi berbeda.

Ketika sebuah benda ditempatkan di suatu tempat, benda tersebut mengalami tekanan dari berbagai faktor eksternal akibat aksi berbagai gaya. Nilai tekanan ini bervariasi di seluruh benda dan area konsentrasi tekanan yang berbeda. Namun demikian, tekanan ini bergantung pada kerangka acuan benda tersebut.

Dengan menggunakan teknik analisis transformasi tegangan, Anda dapat dengan mudah mengukur tegangan yang diberikan pada tubuh tertentu.

Kesimpulan Akhir

• Tegangan dan regangan adalah fenomena yang Anda pelajari dan dengar jika Anda berhubungan dengan bidang mekanika padat. Setiap benda, baik dua dimensi maupun tiga dimensi, mengalami kedua gaya ini. Keduanya saling terkait.
• Konsep tegangan bidang hanyalah perkiraan berdasarkan matematika, sedangkan regangan bidang keluar secara fisik dalam hal komponen-komponennya.
• Anda dapat menggunakan analisis tegangan bidang untuk objek tipis dengan kedalaman terbatas, tidak seperti regangan bidang, yang menganalisis objek dengan kedalaman tak terbatas.
• Tegangan dalam bidang, tegangan di sepanjang satu komponen selalu nol. Di sisi lain, regangan bidang mengasumsikan regangan dalam satu arah adalah nol.
• Tegangan bidang menyebabkan deformasi di luar bidang, sedangkan regangan bidang tidak memungkinkan terjadinya deformasi di luar bidang.

Artikel Terkait

2 Pi r & Pi r Kuadrat: Apa Bedanya?

Apa Perbedaan Antara Vektor dan Tensor? (Dijelaskan)

Apa Perbedaan Antara Ortogonal, Normal, dan Tegak Lurus Saat Berurusan dengan Vektor? (Penjelasan)